CN104532145A - 一种高气压潜孔凿岩钎具钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高气压潜孔凿岩钎具钢,包括以下重量百分比组分:C0.18~0.28%、Si0.3~1.7%、Mn0.4~1.5%、Cr0.85~1.45%、Ni2.5~3.0%、Mo0.15~0.8%、V0.10~0.20%、Li1.25~2.35%、Mg0.45~0.85%、Nb0.05~0.15%、Al0.05~0.17%,其余的为Fe。本发明旨在提供一种韧性好、强度高的高气压潜孔凿岩钎具钢,以及制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种高气压潜孔凿岩钎具钢及其制备方法,属于合金结构钢技术领域。
背景技术
凿岩过程中,随着设备趋向于大型化和多效化发展,国内外高气压潜孔钻具不断更新改进发展,使用频率和使用风压越来越高,同进钻具组在使用过程中,要承受冲击、扭转、摩擦、磨蚀的作用,工作条件十分严苛,也对潜孔钻具提出了更高的要求。
目前,使用的重型钎具钢多为低碳23CrNi3M或中碳36CrNiM合金钢,但该合金钢经过热处理,在强度、冲击韧性、疲劳强度、淬透性、淬硬性等综合性能方面仍然无法适应高气压潜孔钎具需求,仍然有较大的差距。
承随着钎具行业的发展,对高效、高质量的潜孔钻具的制造提出了更高、更新的要求,使用环境和凿岩条件更为苛刻,材料的内在质量强韧性要求更高,现有材料难以满足需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种韧性好、强度高的高气压潜孔凿岩钎具钢,以及制备方法。
本发明的技术方案为:一种高气压潜孔凿岩钎具钢,包括以下重量百分比组分:
C 0.18~0.28%、Si 0.3~1.7%、Mn 0.4~1.5%、Cr 0.85~1.45%、Ni 2.5~3.0%、Mo0.15~0.8%、V 0.10~0.20%、Li 1.25~2.35%、Mg 0.45~0.85%、Nb 0.05~0.15%、Al 0.05~0.17%,其余的为Fe。
在上述的高气压潜孔凿岩钎具钢中,包括以下重量百分比组分:
C 0.21~0.25%、Si 0.6~1.4%、Mn 0.7~1.2%、Cr 0.1~1.25%、Ni 2.6~2.8%、Mo0.35~0.6%、V 0.12~0.18%、Li 1.5~2.1%、Mg 0.55~0.75%、Nb 0.08~0.12%、Al 0.09~0.13%,其余的为Fe。
在上述的高气压潜孔凿岩钎具钢中,还包括0.05~0.15%重量百分比组分的钛。
本发明还提供上述的高气压潜孔凿岩钎具钢的制备方法,包括以下步骤:
按比例称取各组分,并混合后经热轧或热锻后缓慢冷却;再经过650~710℃温度回火得到。
在上述的高气压潜孔凿岩钎具钢的制备方法中,所述的热轧或热锻的终锻或终轧锻温度为850~875℃。
在上述的高气压潜孔凿岩钎具钢的制备方法中,经热轧或热锻后缓慢冷却至160~180℃。
本发明的有益效果如下:
本发明通过新的化学成分的设计,通过调整钢材化学成分配方,其力学性能:抗拉强度1600MPa;屈服强度1300MPa;δ:11.5%;ψ45%;AKU85J,在空冷情况下具有良好的淬透性与淬硬性,可完全满足直径78-450MM不同直径规格高气压潜孔钻具的性能要求
具体实施方式
下面结合具体实施方式,对本发明的技术方案作进一步的详细说明,但不构成对本发明的任何限制。
具体实施例1:
直径76-130凿岩钎具钢,其组成原料的重量百分比为:C 0.18%、Si 0.3%、Mn 0.6%、Cr 1.05%、Ni 2.85%、Mo 0.15%、V 0.10%、Li 1.8%、Mg 0.45%、Nb 0.10%、Al 0.10%,其余的为Fe。
凿岩钎具钢的制备方法,包括:主要和辅加合金元素原料按上述重量百分比在电弧炉中混合均匀,真空条件下经1050℃热轧后缓冷至170℃,再经过680℃温度回火调整硬度,制得凿岩钎具钢。本发明制备方法简单,成本低,同时加入了Nb、V和Al微合金元素,制得的凿岩钎具钢有高强度、韧性高、寿命长的特点。
具体实施例2:
直径140-180凿岩钎具钢,其组成原料的重量百分比为:C 0.23%、Si 1.35%、Mn 1.25%、Cr 0.85%、Ni 2.85%、Mo 0.25%、V 0.10%、Li 1.9%、Mg 0.45%、Nb 0.10%、Al 0.10%,其余的为Fe。
凿岩钎具钢的制备方法,包括:主要和辅加合金元素原料按上述重量百分比在电弧炉中混合均匀,真空条件下经1050℃热轧后缓冷至170℃,再经过710℃温度回火调整硬度,制得凿岩钎具钢。本发明制备方法简单,成本低,同时加入了Nb、V和Al微合金元素,制得的凿岩钎具钢有高强度、韧性高、寿命长的特点。
具体实施例3:
直径200-450凿岩钎具钢,其组成原料的重量百分比为:C 0.26%、Si 1.45%、Mn 1.35%、Cr 1.20%、Ni 3.0%、Mo 0.6%、V 0.15%、Li 1.25-2.35%、Mg 0.6%、Nb 0.1%、Al 0.12%,其余的为Fe。
凿岩钎具钢的制备方法,包括:主要和辅加合金元素原料按上述重量百分比在电弧炉中混合均匀,真空条件下经1050℃热轧后缓冷至170℃,再经过690℃温度回火调整硬度,制得凿岩钎具钢。本发明制备方法简单,成本低,同时加入了Nb、V和Al微合金元素,制得的凿岩钎具钢有高强度、韧性高、寿命长的特点。
测试结果
采用本具体实施例3的产品与普通凿岩钎具钢的对比:
以上所述的仅为本发明的较佳实施例,凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高气压潜孔凿岩钎具钢,其特征在于,包括以下重量百分比组分:
C 0.18~0.28%、Si 0.3~1.7%、Mn 0.4~1.5%、Cr 0.85~1.45%、Ni 2.5~3.0%、Mo0.15~0.8%、V 0.10~0.20%、Li 1.25~2.35%、Mg 0.45~0.85%、Nb 0.05~0.15%、Al 0.05~0.17%,其余的为Fe。
2.根据权利要求1所述的高气压潜孔凿岩钎具钢,其特征在于,包括以下重量百分比组分:
C 0.21~0.25%、Si 0.6~1.4%、Mn 0.7~1.2%、Cr 0.1~1.25%、Ni 2.6~2.8%、Mo 0.35~0.6%、V 0.12~0.18%、Li 1.5~2.1%、Mg 0.55~0.75%、Nb 0.08~0.12%、Al 0.09~0.13%,其余的为Fe。
3.根据权利要求1所述的高气压潜孔凿岩钎具钢,其特征在于,还包括0.05~0.15%重量百分比组分的钛。
4.一种如权利要求1所述的高气压潜孔凿岩钎具钢的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
按比例称取各组分,并混合后经热轧或热锻后缓慢冷却;再经过650~710℃温度回火得到。
5.根据权利要求4所述的高气压潜孔凿岩钎具钢的制备方法,其特征在于,所述的终锻或终轧锻的温度为850~875℃。
6.根据权利要求5所述的高气压潜孔凿岩钎具钢的制备方法,其特征在于,经热轧或热锻后缓慢冷却至160~180℃。
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